JP2949328B2 - 光露光方法 - Google Patents

光露光方法

Info

Publication number
JP2949328B2
JP2949328B2 JP7287052A JP28705295A JP2949328B2 JP 2949328 B2 JP2949328 B2 JP 2949328B2 JP 7287052 A JP7287052 A JP 7287052A JP 28705295 A JP28705295 A JP 28705295A JP 2949328 B2 JP2949328 B2 JP 2949328B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
image
semiconductor wafer
alignment mark
pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP7287052A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08240919A (ja
Inventor
秀司 杉山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP7287052A priority Critical patent/JP2949328B2/ja
Publication of JPH08240919A publication Critical patent/JPH08240919A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2949328B2 publication Critical patent/JP2949328B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7065Production of alignment light, e.g. light source, control of coherence, polarization, pulse length, wavelength

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】本発明は、光露光装置に係
り、大規模集積回路の製造に使用されるような、半導体
ウエハ上に複数の原画パターンを投影レンズを介して重
ねて投影するとともに、半導体ウエハに形成した位置合
わせ用マークを投影レンズを介して検出する光露光方法
に関する。 【従来の技術】従来の大規模集積回路の製造工程等にお
ける光露光方法においては、半導体ウエハ上に一つの原
画パターンを投影して転写したのち、次の原画パターン
を前回転写した原画パターン上に重ねて転写するように
している。そして、前回転写したパターンと、今回転写
する原画のパターンとを重ね合わせるための前回パター
ンの検出方法は、原画パターンを半導体ウエハ上に転写
するために供せられる投影レンズを介して、検出光を半
導体ウエハ上の位置合わせ用マークに照射し、この反射
光像を投影レンズを介して観察する方法がとられてい
る。通常、投影レンズは、原画パターンを収差なく、か
つ高解像度をもって半導体ウエハ上に転写する性能を必
要とし、この性能を発揮させるために単色光専用となっ
ている。したがって、半導体ウエハ上の位置合わせ用マ
ークの反射光像を検出する検出光も、単色光であること
が必要となる。ところが、位置合わせ用マークの周辺に
おけるフォトレジストの塗布むらにより、反射光が干渉
を起こし、位置合わせ用マークの検出の際に、検出信号
が大きく乱れることがわかっている。そこで、この問題
を解決するため、特願昭58−187025号で複数波
長の光により、位置合わせ用マークを検出する方法が提
案されている。周知のように、複数波長の光による結像
位置は、各波長により異なる。すなわち、図3に示すよ
うに、半導体ウエハ(被露光体)10の位置合わせ用マ
ーク12から反射してくる光を、投影レンズである縮小
レンズ14を介して原画パターンが形成してある原板
(レチクル)16の基準窓18に導き、検出スリット2
0上に結像させる場合、例えば実線に示したe線(54
7nm)の結像点22を検出スリット20上にしたと
き、d線(577nm)の結像点24は、図3の破線に
示すごとくe線の結像点22の上方にくる。そこで特願
昭58−187025号では、次のような方法が提案さ
れている。◆ (1)複数波長の光を用いて位置合わせ用マークを検出
する場合、各単色光のベストフォーカス像が所定の位置
に結像するように、半導体ウエハを各波長に対応してベ
ストフォーカス位置に上下動させる。◆ (2)半導体ウエハを一定の位置に固定しておき、各単
色光のベストフォーカス像が結像する位置に、それぞれ
測定装置を設ける。◆ しかし、(1)の方法は、一つの波長においてデータを
取り込んだのち、他の波長に対応したベストフォーカス
位置にウエハを移動させてデータを取り込むため、時間
がかかる。また、前記(2)の方法は、各波長に対応し
て光学系を設けねばならず、装置が複雑となるばかりで
なく、コストの上昇を招く。 【発明が解決しようとする課題】従来の光露光方法にあ
っては、通常、投影レンズは、原画パターンを収差な
く、かつ高解像度をもって半導体ウエハ上に転写する性
能を必要とし、この性能を発揮させるために単色光専用
となっている。したがって、半導体ウエハ上の位置合わ
せ用マークの反射光像を検出する検出光も、単色光であ
ることが必要となる。ところが、位置合わせ用マークの
周辺におけるフォトレジストの塗布むらにより、反射光
が干渉を起こし、位置合わせ用マークの検出の際に、検
出信号が大きく乱れる問題点がある。本発明の目的は、
複数波長の光を用いて被露光体上の位置合わせ用マーク
を検出する際に、各波長の像を同一の位置に同時に結像
することのできる光露光方法を提供することにある。 【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る光露光方法は、少なくとも3の波長を
含んだ照射光を被露光体に形成した位置合わせ用マーク
に照射し、照射光の照射により位置合わせ用マークから
反射した反射光を異なる波長の光を異なる位置に結像さ
せる投影レンズを通過させ、投影レンズを通過しそれぞ
れの波長に応じて異なる位置に結像するそれぞれの像を
互いに同じ光路を通って同時に検出手段に結像するよう
に補正レンズで補正し、それぞれの波長に応じた像の情
報を検出手段で検出し、検出手段の検出結果に基づいて
原画パターンと被露光体とを相対的に位置合わせし、原
画パターンの像を投影レンズを経て被露光体に投影露光
する構成とする。 【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図1を参照し
ながら説明する。図1に示すように、半導体ウエハ(被
露光体)10を載置する移動台26は、駆動モータ2
8,30に接続してあり、図の矢印に示したX,Y方向
に、いわゆるステップアンドリピートで移動できるよう
になっている。移動台26の位置は、レーザ測長部32
によって検出される。レーザ測長部32は、レーザ光源
34が発するレーザ光を、例えばハーフミラー36によ
り二つの方向に分けて干渉計38,40に導き、図示し
ない計算機により干渉計38,40を介して移動台26
のX方向およびY方向の位置を算出する。計算機は、駆
動モータ28,30を制御して、移動台26を0.05
μmの精度をもって位置決め、制御する。半導体ウエハ
10の上方には、投影レンズである縮小レンズ14が配
置されており、この縮小レンズ14の上方に原板載置台
42が位置している。原板載置台42上には、レチクル
(原画パターン)16を固定配置することができる。そ
して、レチクル16は、露光照明部(光源)44からの
光がコンデンサレンズ46を介して照射される。レチク
ル16には、基準窓48,50が設けてあり、この基準
窓48,50を介してパターン検出部52,54の照射
光を、半導体ウエハ10に形成してある位置合わせ用マ
ーク12X,12Yに照射できるようになっている。パ
ターン検出部52,54は、それぞれパターン検出器5
6,58、スリット60,62、コリメータ64,6
6、色収差補正用の補正レンズ68,70、ハーフミラ
ー72,74、ミラー76,78及び照明器80,82
と、コリメータの焦点部に図示しない検出スリットとを
有している。なお検出手段は、例えばパターン検出器5
6とスリット60とよりなるものとする。本実施例の作
用は、次のとおりである。まず、移動台26上の所定の
位置に半導体ウエハ10を載置し、原板載置台42に最
初のレチクル16を設置する。そして、露光照明部44
の発する光を、コンデンサレンズ46により集光し、レ
チクル16に照射する。レチクル16を透過した光は、
縮小レンズ14により半導体ウエハ10上に投影され、
レチクル16のパターンが半導体ウエハ10に転写され
る。最初のレチクル16のパターンが半導体ウエハ10
に転写されたのちは、次のレチクル16が原板載台42
に設置され、半導体ウエハ10上に転写されている先の
パターンの上に、新たなパターンを重ねて転写する。こ
の先のパターン上に新たなパターンを重ねて転写する場
合、各パターンの整合を図り、精度よく重ね合わせるた
めに、半導体ウエハ10とレチクル16との位置合わせ
が、次のようにして行われる。パターン検出部52,5
4の照明器80,82の発する光を、ハーフミラー7
2,74およびミラー76,78を介して基準窓48,
50に導く、基準窓48,50を通過した光は、縮小レ
ンズ14を介して半導体ウエハ10上に形成されている
位置合わせ用マーク12X,12Yに照射される。そし
て、位置合わせ用マーク12X,12Yにおいて反射し
た光は、再び縮小レンズ14を介してレチクル16に導
かれレチクル16上に結像する。このレチクル16上に
結像した位置合わせ用マーク12X,12Yは、拡大さ
れてミラー76,78およびハーフミラー72,74を
介して補正レンズ68,70に導かれ、図示しない検出
スリット上に結像する。補正レンズ68,70を介して
結像される位置合わせ用マークの像は、図2に示すよう
に、例えば実線に示したe線の像と、破線に示したd線
の像とが同一の位置、すなわち検出スリット20上に結
像する。この検出スリット20上に位置合わせ用マーク
を結像させている光は、コリメータ64,66により平
行光線とされたのち、再びスリット60,62上に結像
し、パターン検出器56,58により検出される。そし
て、半導体ウエハ10上の位置合わせ用マーク12X,
12Yの位置のX,Y座標がレーザ測長部32により求
められる。この位置合わせ用マーク12X,12Yの
X,Y座標を、半導体ウエハ10上の二つのチップにつ
いて求め、半導体ウエハ10とレチクル16との位置の
相対誤差を知り、その相対誤差を移動台26を制御して
補正する。このように、本実施例においては、補正レン
ズ68,70を用いて波長の異なる、例えばd線とe線
の位置合わせ用マークの反射光像を、同一位置に結像さ
せるようにしたため、半導体ウエハ10上のフォトレジ
ストの塗布むらによる反射光の影響を小さくし、半導体
ウエハ10とレチクル16との位置合わせを速やかに、
かつ容易に行うことができる。しかも、本実施例におい
ては、位置合わせ用マーク12X,12Yの反射光の光
路に補正レンズ68,70を挿入しただけであるため、
複雑な複数の光学系を設ける必要がなく、装置の単純化
を図ることができる。前記実施例においては、位置合わ
せ用マーク12X,12Yを検出する検出光線としてd
線とe線を用いた場合について説明したが、検出光線は
これに限定されないことはもちろんである。また、三つ
以上の波長の異なる単色光を用いることも可能である。
なお、前記実施例においては、補正レンズ68,70を
コリメータの直前に置いた場合について説明したが、補
正レンズ68,70はコリメータ64,66と縮小レン
ズ14との間であれば、どこに挿入してもよい。 【発明の効果】本発明によれば、3以上の波長を含んだ
光によって得た被露光体上の位置合わせ用マークの像
それぞれを、同時に検出手段の位置に結像し検出するこ
とができるため、被露光体上のフォトレジストの塗布む
らによる反射光の干渉の影響を小さくし、被露光体と露
光体との位置合わせを速やかに、かつ高精度に行うこと
ができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係る光露光装置の概略構成を示す斜視
図である。 【図2】波長の異なる複数の単色光による位置合わせ用
マークの結像位置の説明図である。 【図3】従来の波長の異なる複数の単色光による位置合
わせ用マークの結像位置の説明図である。 【符号の説明】 10 半導体ウエハ 12,12X,12Y 位置合わせ用マーク 14 縮小レンズ 16 レチクル 26 移動台 32 レーザ測長部 44 露光照明部 46 コンデンサレンズ 52,54 パターン検出部 56,58 パターン検出器 64,66 コリメータ 68,70 補正レンズ 80,82 照明器
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−13329(JP,A) 特開 昭59−123231(JP,A) 特開 昭59−50518(JP,A) 特開 昭59−90929(JP,A) 特開 昭56−110234(JP,A) 独国公開3336963(DE,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03F 9/00 H01L 21/30 507

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.少なくとも3の波長を含んだ照射光を被露光体に形
    成した位置合わせ用マークに照射し、該照射光の照射に
    より前記位置合わせ用マークから反射した反射光を異な
    る波長の光を異なる位置に結像させる投影レンズを通過
    させ、該投影レンズを通過しそれぞれの波長に応じて異
    なる位置に結像するそれぞれの像を互いに同じ光路を通
    って同時に検出手段に結像するように補正レンズで補正
    し、それぞれの波長に応じた像の情報を前記検出手段で
    検出し、該検出手段の検出結果に基づいて原画パターン
    と前記被露光体とを相対的に位置合わせし、前記原画パ
    ターンの像を前記投影レンズを経て前記被露光体に投影
    露光することを特徴とする光露光方法。
JP7287052A 1995-11-06 1995-11-06 光露光方法 Expired - Lifetime JP2949328B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7287052A JP2949328B2 (ja) 1995-11-06 1995-11-06 光露光方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7287052A JP2949328B2 (ja) 1995-11-06 1995-11-06 光露光方法

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60045195A Division JPS61203640A (ja) 1985-03-07 1985-03-07 光露光装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08240919A JPH08240919A (ja) 1996-09-17
JP2949328B2 true JP2949328B2 (ja) 1999-09-13

Family

ID=17712437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7287052A Expired - Lifetime JP2949328B2 (ja) 1995-11-06 1995-11-06 光露光方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2949328B2 (ja)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3336963A1 (de) 1983-08-12 1985-02-21 Werner Dr. Vaduz Tabarelli Vorrichtung zum projektionskopieren einer maske auf ein werkstueck

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4171871A (en) * 1977-06-30 1979-10-23 International Business Machines Corporation Achromatic unit magnification optical system
JPS5950518A (ja) * 1982-09-01 1984-03-23 パ−キン−エルマ−・ツエンゾ−ル・アンシュタルト 投影プリント方法
JPS5990929A (ja) * 1982-11-17 1984-05-25 Canon Inc 投影露光装置のピント合わせ方法
JPS59123231A (ja) * 1982-12-28 1984-07-17 Toshiba Corp 自動マスク合せ装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3336963A1 (de) 1983-08-12 1985-02-21 Werner Dr. Vaduz Tabarelli Vorrichtung zum projektionskopieren einer maske auf ein werkstueck

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08240919A (ja) 1996-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4153371A (en) Method and apparatus for reduction-projection type mask alignment
US6016186A (en) Alignment device and method with focus detection system
TWI408492B (zh) 感測器的校正方法、曝光方法、曝光裝置、元件製造方法以及反射式罩幕
JPH07249558A (ja) 位置合わせ方法
TWI484302B (zh) 光罩表面的高度方向位置測定方法、曝光裝置以及曝光方法
US5838450A (en) Direct reticle to wafer alignment using fluorescence for integrated circuit lithography
CN112639623B (zh) 用于测量对准标记的位置的设备和方法
JP3466893B2 (ja) 位置合わせ装置及びそれを用いた投影露光装置
JPH10242041A (ja) 位置検出方法及びその装置並びに露光装置
US6265119B1 (en) Method for producing semiconductor devices
JP2949328B2 (ja) 光露光方法
JP2000299276A (ja) 露光装置
JP3287014B2 (ja) 投影露光装置、及びその露光装置により製造されたデバイス
JPS61203640A (ja) 光露光装置
JPH10172900A (ja) 露光装置
JPH0744138B2 (ja) 位置合わせ装置
JPH0612754B2 (ja) 投影露光装置
JP2899026B2 (ja) マーク検出装置
JP3291769B2 (ja) 位置検出装置、露光装置及び露光方法
JPS5974625A (ja) 投影型露光装置
JP2771136B2 (ja) 投影露光装置
JP3218475B2 (ja) 露光方法及び露光装置
JPH0547631A (ja) 半導体露光方法およびその装置
JPS63221616A (ja) マスク・ウエハの位置合わせ方法
JPH08262747A (ja) 投影露光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term